PředmětyPředměty(verze: 957)
Předmět, akademický rok 2024/2025
   Přihlásit přes CAS
Termodynamika a statistická fyzika II - NTMF044
Anglický název: Thermodynamics and Statistical Physics II
Zajišťuje: Ústav teoretické fyziky (32-UTF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2022
Semestr: letní
E-Kredity: 7
Rozsah, examinace: letní s.:3/2, Z+Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština, angličtina
Způsob výuky: prezenční
Způsob výuky: prezenční
Další informace: http://otokar.troja.mff.cuni.cz/vyuka/sylaby/sylaby.htm
Garant: RNDr. Karel Netočný, Ph.D.
doc. RNDr. Přemysl Kolorenč, Ph.D.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Teoretická a matematická fyzika
Je záměnnost pro: NTMF003, NJSF040, NJSF039
Anotace -
Termodynamická limita, Gibbsův paradox. Nerozlišitelnost částic, kvantové statistické soubory, klasická limita. Teorie fluktuací, ekvivalence statistických souborů. Ideální Boseho a Fermiho plyn. Interagující systémy: viriálový rozvoj, kritické jevy, přiblížení středního pole, škálovací hypotéza. Transportní jevy, Boltzmannova kinetická rovnice. Pro 1. a 2. roč. navazujícího magisterského studia TF a MOD.
Poslední úprava: Houfek Karel, doc. RNDr., Ph.D. (10.05.2019)
Podmínky zakončení předmětu

Podmínkou pro udělení zápočtu je řešení domácích úloh v určených termínech a úspěšné absolvování závěrečného písemného testu. Test je možné dvakrát opakovat.

Poslední úprava: Kolorenč Přemysl, doc. RNDr., Ph.D. (10.06.2019)
Literatura

K. Huang: Statistical Mechanics, 2nd edition, J. Wiley and Sons, New York 1987.

J. P. Terlecki: Statističeskaja fizika, Vyššaja škola, Moskva 1966.

L.D. Landau, E.M. Lifšic: Statističeska fizika, část 1 (serie Teoretičeskaja fizika, svazek V.) Nauka 1976, zejména paragraf 110 - paragraf 112, paragraf 146

J. Kvasnica: Statistická fyzika: Academia, Praha, 1983.

L. E. Reichl: A Modern Course in Statistical Mechanics\em, University of Texas Press, Austin 1980.

R. Balian: From Microphysics to Macroscophysics - Methods and Applications of Statistical Physics II, Springer Verlag Berlin-Heidelberg-NewYork-London-Paris-Tokyo, 1992 (zejména 1.díl)

F. Čulík, M. Noga: Úvod do štatistickej fyziky a termodynamiky, SNTL, Praha, 1982

W. Nolting: Statistische Physik, Zimmermann-Neufang, Ulmen 1994

Poslední úprava: Janiš Václav, prof. RNDr., DrSc. (11.10.2017)
Požadavky ke zkoušce

Podmínkou připuštění ke zkoušce je získání zápočtu.

Zkouška je ústní. Každý student dostane tři otázky. Jedna je ze základních metod statistické fyziky, jedna z teorie kvantových plynů a jedna z užití metod statistické fyziky dle sylabu přednášky. Požadavky ke zkoušce se kryjí se sylabem a dostupným skriptem k přednášce v rozsahu předneseném během kursu.

Úspěšné zvládnutí zkoušky vyžaduje kvalitativní zvládnutí minimálně dvou otázek. Hodnocení ústní zkoušky není přímo ovlivněno hodnocením pro získání zápočtu.

Poslední úprava: Janiš Václav, prof. RNDr., DrSc. (11.10.2017)
Sylabus -
A. Základy statistické mechaniky

Statistické soubory a termodynamika
Časová a sprostorová střední hodnota, ergodická teorie, statistická a termodynamická entropie, termodynamická limita. Mikrokanonický soubor, ekvipartiční a viriálový teorém, Gibbsův paradox. Kanonický a velký kanonický soubor, termodynamické potenciály, homogenita termodynamických potenciálů.

Teorie fluktuací a ekvivalence statistických souborů
Momenty distribuční funkce, korelační funkce, kvadratické korelace, Gibbsova a Einsteinova metoda, stabilita a ekvivalence statistických souborů, vztah termodynamiky a statistické fyziky.

Základy kvantové statistické mechanika
Postuláty kvantové statistické mechaniky, matice hustoty, statistické soubory, třetí věta termodynamiky; statistická suma, metoda sedlového bodu, klasická limita; ideální kvantové plyny, Boseho a Fermiho rozdělení.

Ideální Boseho-Einsteinův plyn
Chemický potenciál, Boseho-Einsteinova kondenzace; fononový plyn, Einsteinův a Debyeův model pevných látek; fotonový plyn, záření černého tělesa, Plackův zákon.

Ideální Fermiho-Diracův plyn
Stavová rovnice, limitní případy; degenerovaný nerelativistický elektronový plyn, Sommerfeldův rozvoj; relativistický elektronový plyn, bílí trpaslíci; spin a magnetismus.

B. Vybrané problémy statistické mechaniky

Plyn interagujících klasických částic
Zředěný interagující plyn, klasický klasterový, grupový a viriálový rozvoj.

Základy teorie fázových přechodů
Singularity v statistické sumě, Leeovy-Youngovy teorémy; spojité fázové přechody, parametr uspořádání, korelační funkce, kritické exponenty; Landauova teorie středního pole, škálovací hypotéza, univerzalita a renormalizační grupa.

Základy nerovnovážné statistické fyziky
Vývojové rovnice pro nerovnovážný soubor (BBGKY rovnice), Boltzmannova kinetická rovnice, Boltzmannův H teorém. Korelační funkce a funkce odezvy, fluktuačně-disipační teorém.

Poslední úprava: Janiš Václav, prof. RNDr., DrSc. (11.10.2017)
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK